سنجش کیفیت شیر در عرض پنج دقیقه با حسگر نانویی

۱۲ شریک تجاری از هفت کشور، در پروژه MOLOKO یک حسگر اپتوپلاسمونیک نانوساختار جدید طراحی کرده‌اند که آنالیز پارامترهای ایمنی و کیفیت شیر را در عرض پنج دقیقه در محل انجام می‌دهد.
سنجش کیفیت شیر در عرض پنج دقیقه با حسگر نانویی

ایمنی مواد غذایی یک عامل حیاتی در صنعت مواد غذایی و به ویژه در صنعت لبنیات است. در این صنعت، عفونت پستان می‌تواند منجر به ورود ارگانیسم‌های مضر به شیر شود و مواد شیمیایی مانند آنتی‌بیوتیک‌ها و آفت‌کش‌ها می‌توانند محصول را از طریق علوفه و یا در نتیجه کنترل نامناسب تجهیزات و تأسیسات ذخیره‌سازی، آلوده کنند. به منظور جلوگیری از ورود شیر فاسد به زنجیره غذایی، بررسی و کنترل در سراسر مراحل تولید و زنجیره تأمین انجام می‌شود. با این حال، این آزمایش‌های استاندارد پرهزینه و زمان‌بر هستند. نمونه‌ها از مخازن شیر حاوی مخلوطی از محصول جمع‌آوری‌شده از دامداری‌ها گرفته و سپس در آزمایشگاه آنالیز می‌شوند. اگر شیر آلوده باشد، کل محموله باید از بین برود و خسارات زیادی به دامداران وارد می‌شود. اگر آزمایشی وجود داشته باشد که دامداران بتوانند قبل از جمع‌آوری توسط مخازن، شیر تولیدی خود را بررسی کنند، می‌توان از این گونه ضایعات جلوگیری کرد.

استانداردهای ایمنی و کیفیت مواد غذایی هرگز بالاتر از آلمان و اتحادیه اروپا نبوده است. این امر به ویژه در صنایع لبنی صادق است. با این حال، علی‌رغم این استانداردهای سختگیرانه، ناخالصی‌ها، آفت‌کش‌ها و آنتی‌بیوتیک‌ها می‌توانند به شیر راه پیدا کنند، که گاهی عواقب زیان باری برای سلامت مصرف‌کننده دارند. در پروژه MOLOKO (Multiplex phOtonic sensor for pLasmonic-based Online detection of contaminants in milK) با بودجه اتحادیه اروپا، محققان فرانهوفر با همکاری شرکا یک حسگر اپتوپلاسمونیک نانوساختار جدید ساخته‌اند که برای ارائه سریع و آنالیز پارامترهای ایمنی و کیفیت شیر در محل طراحی شده‌است. کل سیستم از یک تراشه میکروفلوئیدی قابل استفاده مجدد، ترانزیستور یا دیود نورگسیل آلی، یک حسگر متشکل از آشکارساز نوری آلی، یک شبکه نانوساختار پلاسمونیک و آنتی‌بادی‌های خاص تشکیل شده‌است. این سیستم هشداردهنده زودهنگام باعث صرفه‌جویی قابل‌توجه در زمان و هزینه و کاهش شدید هدر رفت محصولات خواهد شد در نتیجه به بهبود عملکرد در کل زنجیره تأمین کمک خواهد کرد.

در پروژه MOLOKO با همکاری ۱۲ شریک از هفت کشور، یک آزمایش سریع و ارزان برای شناسایی فاکتورهای کیفی شیر طراحی کرده شده‌است. در این آزمایش که حدوداً ۵ دقیقه به طول می‌انجامد، یک حسگر اپتوپلاسمونیک نانوساختار جدید، محصول را برای کل شش ماده آنالیز می‌کند، در نتیجه از این طریق یک بررسی تکمیلی و یک سیستم هشداردهنده زودهنگام در زنجیره تأمین، درست قبل از انتقال شیر در مخزن، فراهم می‌شود. این حسگر با گیرنده‌هایی برای آنتی بادی‌های خاص عمل می‌کند که به عنوان شاخص‌هایی از پارامترهای مختلف کیفیت و ایمنی شیر به کار می‌رود. در نتیجه به دامداری‌ها اجازه می‌دهد تا آنالیز کمی و خودکار را در محل انجام دهند.